試論毛細(xì)管氣相色譜法測定食品中的甜蜜素

◎ 周 琦

（費縣檢驗檢測中心，山東 臨沂 277700）

甜蜜素的化學(xué)名稱為環(huán)己基氨基磺酸鈉，屬于水溶性甜味劑，其甜度是蔗糖的50倍左右，且價格低廉，但攝入過量會導(dǎo)致人體肝腎系統(tǒng)受損，不利于人體健康?，F(xiàn)階段，在我國的食品加工中允許適度應(yīng)用甜蜜素。但一些廠家為了改善食品的口感，會超范圍、超劑量的應(yīng)用甜蜜素。通過毛細(xì)管柱氣相色譜檢測食品中甜蜜素的含量，效果精準(zhǔn)，可提升甜蜜素檢測效果。

1 材料與方法

1.1 試劑

正庚烷[CH3(CH2)5CH3]、氯化鈉（NaCl）、石油醚（沸程為30～60 ℃）、氫氧化鈉（NaOH）、硫酸（H2SO4）、亞鐵氰化鉀{K4[Fe(CN)6]·3H2O}、硫酸鋅（ZnSO4·7H2O）、亞硝酸鈉（NaNO2）。

1.2 儀器與設(shè)備

氣相色譜儀：配有氫火焰離子化檢測器（FID）；渦旋混合器、離心機(jī)（轉(zhuǎn)速≥4 000 r·min-1）、超聲波振蕩器、樣品粉碎機(jī)、10 μL微量注射器、恒溫水浴鍋、天平。

1.3 方法

1.3.1 樣品前處理

在進(jìn)行毛細(xì)管氣相色譜法測定食品中的甜蜜素過程中，要進(jìn)行樣品前處理，其具體方式如下：①液體試樣處理。將其搖均之后直接稱取10 g樣品，將其后置于50 mL具塞比色管之中。②固體試樣。糕點以及面包類的制成粉狀；而蜜餞、果脯等食品則通過粉碎機(jī)打磨形成粉狀或均勻漿狀液體，然后稱取2.0 g放置在研缽之中，加入少許海砂，研磨成干粉狀，利用漏斗導(dǎo)入到100 mL容量瓶，同時用水沖洗研缽，并將沖洗液轉(zhuǎn)移到容量瓶中，然后加水搖動，1 h后過濾獲得試樣，精準(zhǔn)吸取10 mL置于50 mL具塞比色管。

1.3.2 樣品衍生以及提取

將樣品混合均勻之后，將50 mL具塞比色管放置在冰水浴中，加入2.5 mL亞硝酸鈉溶液，溶液濃度為50 g·L-1；再加入 2.5 mL 硫酸溶液，溶液濃度為 100 g·L-1，搖勻；然后在冰水浴中放置30 min后再次搖動，加入5.0 mL正庚烷、2.5 g氯化鈉，搖勻后通過旋渦混合器振動1 min，或振搖80次，靜置、分層后將正烷層析出，在10 mL的帶塞離心管中對其進(jìn)行離心，將上層正庚烷通過氣相色譜儀進(jìn)行分析處理。

1.3.3 樣品的測定分析

可將衍生的以及提取好的正庚烷提取液進(jìn)樣通過1 μL在氣相色譜儀進(jìn)行分析。

1.3.4 配制標(biāo)準(zhǔn)系列

精準(zhǔn)稱取1.0 000 g的甜蜜素標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，加水溶解到定容為100 mL，將其配制形成濃度為10 mg·kg-1的標(biāo)準(zhǔn)溶液。取8支50 mL具塞比色管，分別加入10 mL水，然后再分別加入 0、0.002 5、0.012 5、0.05、0.10、0.25、0.50 mL和1.00 mL標(biāo)準(zhǔn)溶液，分別對應(yīng)0、5、25、100、5 000、500、1 000 μg和2 000 μg的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)。

2 結(jié)果與分析

2.1 樣品預(yù)處理優(yōu)化分析

將普通液體試樣搖勻后，稱取25.0 g試樣樣品，根據(jù)需求確定是否要進(jìn)行過濾處理，通過水定容為50 mL備用。

稱取25.0 g試樣放置于燒杯中，通過氫氧化鈉溶液進(jìn)行處理，調(diào)整pH至7～8，60 ℃水浴加熱30 min，清除酒精后放冷，用水定容到50 mL備用。

2.2 固體、半固體試樣的處理

處理低脂、低蛋白樣品，先稱取打碎后混勻的樣品3.00～5.00 g置于50 mL離心管中，加入30 mL水，振搖并超聲提取20 min，混勻后再離心（3 000 r·min-1）10 min后過濾，分次洗滌殘渣，收集濾液并定容至50 mL備用。

將高蛋白樣品放置于在250 mL燒杯，融化后攪拌均勻，稱取3.00～5.00 g置于50 mL離心管中，加入30 mL水，振搖并超聲提取20 min，再加入2 mL亞鐵氰化鉀溶液，混勻后加入2 mL硫酸鋅溶液，離心處理，通過3000 r/min的速度離心10 min后過濾，分次洗滌殘渣，收集濾液并定容至50 mL備用。

2.3 條件優(yōu)化手段分析

2.3.1 色譜分析

國家標(biāo)準(zhǔn)GB 5009.97-2016中應(yīng)用氣相色譜分離甜蜜素。色譜柱為弱極性石英毛細(xì)管柱，在管住內(nèi)部涂5%苯基甲基聚硅氧烷，30 m×0.53 mm×1.0 μm或等效柱。分別吸取1 μL，通過衍生化處理標(biāo)準(zhǔn)系列各個濃度的清液，再注入氣相色譜儀中，測得不同濃度被測物產(chǎn)生的響應(yīng)值峰面積，基于濃度作為橫坐標(biāo)，環(huán)己醇硝酸以及環(huán)己醇兩峰面積相加獲得的和作為橫坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。

在相同的條件下進(jìn)樣1 μL，通過衍生化出流后的試樣，通過待測液體上清液，獲得峰面積結(jié)果，綜合標(biāo)準(zhǔn)獲得組分濃度，如果清液響應(yīng)值高于線性范圍，再通過正庚烷稀釋在對其進(jìn)行分析。

2.3.2 柱溫升溫程序

初始溫度為55 ℃，保持時間為3 min，以10 ℃/min的速度升溫到90 ℃，且保持0.5 min，然后在以20 ℃/ min的速度將其升溫到200 ℃，并保持3 min。

2.3.3 進(jìn)樣口

進(jìn)樣口的溫度為230 ℃，其進(jìn)樣量為1 μL，不分流/分流進(jìn)樣，分流比為1∶5。而分流比和方式均可基于具體的色譜儀器條件進(jìn)行合理調(diào)整和優(yōu)化。

2.3.4 優(yōu)化標(biāo)準(zhǔn)曲線制備

應(yīng)用國標(biāo)要求，進(jìn)樣1～5 μL繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，在標(biāo)準(zhǔn)濃度出現(xiàn)變化的時候，如果存在操作失誤則就會造成整體曲線出現(xiàn)變化，這種變化不易發(fā)現(xiàn)。而因為正庚烷具有一定的揮發(fā)性，樣品在進(jìn)樣口的時候很容易氣化，而進(jìn)樣量的差異會導(dǎo)致樣品在進(jìn)樣口氣化體積出現(xiàn)一定差異，因此無法獲得精準(zhǔn)的濃度數(shù)值。如果標(biāo)準(zhǔn)管在實驗中出現(xiàn)的誤差則就會直接影響實驗結(jié)果的精準(zhǔn)性。在實驗過程中，可以通過配制5個不同濃度的甜蜜素標(biāo)準(zhǔn)系列進(jìn)行衍生，通過回歸計算的方式抵消誤差，保證試樣進(jìn)樣量以及標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)樣量的相同性，使操作更加科學(xué)，結(jié)果更加精確。

2.4 線性范圍以及檢出限

分別吸取1 μL衍生化處理標(biāo)準(zhǔn)系列中不同濃度的溶液，將其注入到氣相色譜儀器中，可以測量5個濃度被測物的響應(yīng)值峰面積，將濃度設(shè)為橫坐標(biāo)，將對應(yīng)的峰面積設(shè)為縱坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)的曲線，相關(guān)系數(shù)r=0.999 92。采用毛細(xì)管柱法測定的標(biāo)準(zhǔn)濃度的線性范圍是5～2 000 μg/mL，根據(jù)3倍基線確定檢出限濃度數(shù)值為1.5 μg/mL；液體取樣10 g，方法檢出限數(shù)值為0.8 mg/mL，方法定量限為2.5 mg·kg-1；固體取樣10 g，處理液定容體積為100 mL，將10 mL的衍生化計，此種方式檢出限設(shè)為 8 mg·kg-1，方法定量限為 25 mg·kg-1。

2.5 方法精準(zhǔn)度以及精密度、回收率的測定分析

通過對蜜餞與飲料的樣品中加入標(biāo)準(zhǔn)曲線方位中不同濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液，將每個濃度平均分為6份，連續(xù)6 d，根據(jù)樣品處理的方式進(jìn)行實驗處理，對日內(nèi)以及日間精密度、絕對回收率進(jìn)行分析。其中相對標(biāo)準(zhǔn)偏差要控制在1.19%～4.09%，絕對回收率為90.0%～104.0%。

2.6 樣品分析結(jié)果

分別將紅葡萄酒、蜜餞以及飲料中隨機(jī)選擇10份樣品測定甜蜜素含量，將衍生以及提取完成的正庚烷提取液進(jìn)行分析，結(jié)果見表1。

表1 10份樣品的甜蜜素含量測定表

3 結(jié)論

通過萃取、衍生，提取樣品后利用毛細(xì)管柱氣相色譜儀對食品中的甜蜜素進(jìn)行測定，具有高分辨率、高靈敏性、低檢出限以及測定速度快等顯著優(yōu)勢，現(xiàn)階段應(yīng)用較為廣泛，是一種較為精準(zhǔn)的檢測方式。隨著科學(xué)技術(shù)手段的不斷提升，甜蜜素的測定方式勢必會更加靈敏、便捷，應(yīng)用范圍也會更為廣泛。